Die Gasriesen Jupiter und Saturn haben viele Gemeinsamkeiten – Zusammensetzung, Rotationsgeschwindigkeit, Wärmeemission und sogar eine Vorliebe für das Sammeln von Monden. Trotz dieser Ähnlichkeiten weisen ihre Polarstürme auffällige Unterschiede auf: Saturn hat einen massiven Wirbel an jedem Pol, während Jupiter einen zentralen Sturm aufweist, der von einem Ring kleinerer Wirbel umgeben ist. Dieses seit langem bestehende Rätsel gibt Wissenschaftlern Rätsel auf, doch neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Antwort in den inneren Strukturen der Planeten und in der Art und Weise liegt, wie sie die Sturmentwicklung regulieren.
Der Schlüssel zur Ungleichheit: Atmosphärische Einschränkungen
Die Planetenforscher Wanying Kang und Jiaru Shi vom MIT schlagen vor, dass die Divergenz in den Sturmmustern darauf zurückzuführen ist, wie die Atmosphäre jedes Planeten es ermöglicht, dass Stürme wachsen und sich mit tieferen Schichten verbinden. Die Saturnatmosphäre scheint Stürmen eine freie Ausbreitung zu ermöglichen, was zu einzelnen, dominanten Polarwirbeln führt. Im Gegensatz dazu scheint Jupiter der Sturmgröße natürliche Grenzen zu setzen, was zu seiner Multisturmkonfiguration führt.
Den Forschern zufolge hängt dies davon ab, wie stark die Stürme an das Planeteninnere gekoppelt sind. Je tiefer die Verbindung, desto wahrscheinlicher ist es, dass Stürme verschmelzen. Wenn das Innere weicher ist, bleiben die Stürme in ihrer Größe begrenzt. Wenn es schwieriger ist, verbinden sie sich zu einem einzigen Wirbel.
„Unsere Studie zeigt, dass dies abhängig von den inneren Eigenschaften und der Weichheit des Bodens des Wirbels die Art des Flüssigkeitsmusters beeinflusst, das man an der Oberfläche beobachtet“, sagt Wanying Kang.
Warum das wichtig ist: Oberflächenwetter mit interner Struktur verknüpfen
Diese Entdeckung ist bedeutsam, weil sie einen direkten Zusammenhang zwischen den sichtbaren Wettermustern eines Planeten und seinen verborgenen inneren Eigenschaften nahelegt. Die Tiefe der atmosphärischen Schichtung, die Intensität der inneren Hitze und die Reibungsrate spielen bei der Entstehung von Stürmen eine Rolle.
Die tiefere, energiereichere Atmosphäre des Jupiter ermöglicht die Bildung mehrerer Wirbel, ohne sich zu vermischen, wodurch sein charakteristisches „Pepperoni-Pizza“-Muster entsteht. Die Saturnatmosphäre ermöglicht mit ihrer ausgeprägteren Schichtung oder Reibung die Verschmelzung von Stürmen zu einzelnen, dominanten Wirbeln.
Was ist unter der Oberfläche?
Das Modell des Teams impliziert, dass Saturn möglicherweise ein härteres, dichteres Inneres als Jupiter hat, das möglicherweise mit Metallen und kondensierbaren Materialien angereichert ist. Diese Schichtung könnte erklären, warum die Stürme des Saturns verschmelzen, die des Jupiters jedoch nicht.
Die Ergebnisse sind kein endgültiger Beweis, aber sie verdeutlichen das Potenzial, Wettermuster an der Oberfläche als Fenster in das Innere des Planeten zu nutzen. Das Verständnis dieser Dynamik kann unsere Modelle der Entstehung und Entwicklung von Gasriesen verfeinern.
Die Polarstürme von Jupiter und Saturn, die einst rätselhaft waren, verraten uns jetzt möglicherweise etwas Grundlegendes über die Welten unter ihren wirbelnden Wolken.
